面向風(fēng)險(xiǎn)管控的全過程海底管道監(jiān)造要點(diǎn)

李健(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

管道運(yùn)輸是海洋油氣行業(yè)資源載體輸運(yùn)的重要手段，視為海洋油氣開發(fā)生產(chǎn)的生命線。與陸基油氣管道相比，海底管道由于其所處工況環(huán)境的惡劣性，施工、維修、檢測監(jiān)測難度巨大，且當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，極易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境破壞。

在管道的全生命周期中，完整性管理在設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行及檢維修階段均占有重要地位，是保障管道質(zhì)量安全與作業(yè)本質(zhì)安全的重要基石。管道完整性管理指管道系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)始終保持其結(jié)構(gòu)與功能的有效性管理方法，確保管道在整個(gè)生命周期中完整的管理體系[1]。工程建設(shè)階段是達(dá)成質(zhì)量與本質(zhì)安全的出發(fā)點(diǎn)，也是全生命周期中完整性管理的關(guān)鍵起點(diǎn)[2]。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

海底管道完整性管理的概念發(fā)軔于20世紀(jì)80年代，1995年，潘家華據(jù)國外海底管道完整性管理理念，結(jié)合國內(nèi)海底管道工程實(shí)踐將其引入國內(nèi)[3]。隨著近年發(fā)展，管道完整性逐漸拓展到工程建設(shè)階段期間管道管理。李記科等[4]對海底管道鋼材駐場監(jiān)造過程中發(fā)生的問題進(jìn)行了介紹，聶暢飛等[5]和劉長胤等[6]分別對油氣管道鋼材采購過程中的管理工作進(jìn)行了討論。曾紅偉等[7]對管道供應(yīng)鏈質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)識別與質(zhì)量控制體系構(gòu)建問題進(jìn)行了說明。

2 海底管道制造階段監(jiān)造要點(diǎn)

海底管道是海上油氣運(yùn)輸?shù)幕咀鳂I(yè)實(shí)體，海底管道完整性管理目標(biāo)的達(dá)成需要質(zhì)量安全作為其必要條件?；诠懿墓芾淼暮５坠艿拦こ探ㄔO(shè)要點(diǎn)如下。

(1)管料檢查：監(jiān)控要點(diǎn)包括管材批號、材質(zhì)、數(shù)量、鋼板壁厚、寬度、鐮刀彎測量、外形和理化試驗(yàn)結(jié)果；(2)熱處理：針對各型號管材確定不同的處理溫度、時(shí)間等熱處理方案；(3)焊接：對需要進(jìn)行焊接的管材進(jìn)行焊接監(jiān)造，嚴(yán)格按照焊接工藝作業(yè)并保存焊絲焊劑；(4)探傷及試驗(yàn)：采用合適的探傷方法對各型號管材進(jìn)行探傷，開展試壓試驗(yàn)和理化性能檢驗(yàn)；(5)入庫：檢查管材重量、表面質(zhì)量、平直度及標(biāo)識等最后入庫。

3 海底管道涂敷階段監(jiān)造要點(diǎn)

油氣管道腐蝕是由于相較于陸地管線更為特殊的工作環(huán)境，投產(chǎn)后維修成本遠(yuǎn)大于陸地。因此投產(chǎn)前應(yīng)做好防護(hù)措施，加強(qiáng)海底管道涂敷作業(yè)質(zhì)量監(jiān)控，規(guī)范海底管道涂敷過程。

3.1 鋼管防腐作業(yè)監(jiān)控要點(diǎn)

(1)涂料質(zhì)量檢驗(yàn)：根據(jù)不同管材確定所需涂料，對涂料主要性能參數(shù)及儲存環(huán)境等進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

(2)涂料準(zhǔn)備：根據(jù)涂敷要求確定涂料配比比例，對涂料進(jìn)行攪拌。

(3)噴涂作業(yè)：針對各型管材及涂料設(shè)計(jì)噴涂作業(yè)，作業(yè)時(shí)嚴(yán)格控制涂料均勻性、固化時(shí)間及膜厚等作業(yè)質(zhì)量。

(4)成品檢驗(yàn)：對防腐層黏附強(qiáng)度、防腐層厚度、測漏檢驗(yàn)及表觀密度等作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行檢查。

3.2 鋼管保溫作業(yè)

(1)鋼管質(zhì)量檢驗(yàn)：檢查外管涂層和外管坡口完整性，對內(nèi)管光管進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)；(2)聚醚多元醇及多異氰酸酯質(zhì)量檢查：檢查材質(zhì)證書、檢驗(yàn)報(bào)告、包裝是否完整，檢查儲存環(huán)境及日期；(3)鋼管表面處理與預(yù)熱：檢查內(nèi)管表面銹、塵、油污清除干凈，檢查鋼管預(yù)熱溫度是否滿足材料廠家推薦溫度，檢查鋼管表面是否有水分；(4)保溫涂敷：檢查木塊綁扎、料溫調(diào)節(jié)符合要求，檢查吊管入模固化后內(nèi)外管相對位 置與圖紙一致；(5)成品檢驗(yàn)：檢查確定表觀密度、抗壓強(qiáng)度、吸水率、閉孔率、導(dǎo)熱系數(shù)、尺寸變化率、重量變化率、強(qiáng)度增長率等，并確保上述量化參數(shù)滿足要求。

3.3 鋼管配重質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn)

(1)配重材料：對水泥、骨料、鋼絲網(wǎng)及水等配重材料按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢驗(yàn)；(2)配重管涂敷：該階段主要監(jiān)控涂敷溫度、稱重設(shè)備、涂敷及間隔時(shí)間等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制；(3)成品檢驗(yàn)：配重管成品后需要對成品進(jìn)行外觀質(zhì)量、涂層厚度、涂層密度、涂層吸水率等進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)；(4)鋼管陽極安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)：根據(jù)現(xiàn)場工作程序主要從原材料接收、陽極準(zhǔn)備、陽極安裝位置、陽極焊接工藝評定、陽極芯焊接、陽極導(dǎo)線焊接、焊接區(qū)防腐、陽極間隙填充、陽極表面清潔進(jìn)行質(zhì)量控制。

4 海底管道存儲及運(yùn)輸階段監(jiān)造要點(diǎn)

管道質(zhì)量監(jiān)控環(huán)環(huán)相扣，海底管道存儲及運(yùn)輸階段的監(jiān)控也必不可少。本節(jié)將從以下方面對存儲及運(yùn)輸階段的監(jiān)造要點(diǎn)進(jìn)行討論。

4.1 防腐鋼管儲存質(zhì)量監(jiān)造要點(diǎn)

(1)裝卸設(shè)備檢查：吊鉤、索具表面檢查、避免沖擊載荷、吊鉤、索具的經(jīng)常性檢查、起重機(jī)械定期按標(biāo)準(zhǔn)檢查；(2)防腐管卸貨前檢查：有缺陷防腐管卸貨前記錄、通知監(jiān)理、質(zhì)檢員簽字確認(rèn)、標(biāo)識；(3)堆垛及標(biāo)識：鋼管堆放層數(shù)、堆垛前固定擋塊防止塌垛、標(biāo)識垛號及項(xiàng)目信息；(4)卸貨后管道檢查：該要點(diǎn)主要檢查管長、壁厚、彎曲、表面狀態(tài)；(5)儲層數(shù)據(jù)記錄：核對垛號、鋼管規(guī)格、項(xiàng)目名稱碼單等。

4.2 防腐管海運(yùn)運(yùn)輸質(zhì)量監(jiān)造要點(diǎn)

(1)防腐管裝船前檢查：質(zhì)檢證書、產(chǎn)品合格證、核對發(fā)貨清單、成品管外觀、數(shù)量、規(guī)格檢查清單、船舶裝運(yùn)能力及承運(yùn)資質(zhì)、防海水措施；(2)裝卸設(shè)備檢查：吊具表面檢查、吊鉤應(yīng)在管口接觸區(qū)域(斜面處)加襯緩沖材料、吊鉤應(yīng)有足夠的寬度和深度、采用尼龍吊帶吊裝防腐管；(3)支撐條和墊塊檢查：支撐墊至少四道；支撐墊寬度至少200 mm；支撐墊高度∶環(huán)氧粉末管/3LPE管≥100 mm ；防腐保溫管≥150 mm；(4)管端保護(hù)檢查：檢查船艙內(nèi)襯木板、裸露管端涂刷防銹可焊接涂料涂刷、管端保護(hù)器安裝、裸露管端涂刷防銹可焊接涂料(管端打磨處理后涂刷)；(5)裝運(yùn)層數(shù)檢查：按照API RP 5 LW附錄A進(jìn)行復(fù)核計(jì)算；(6)裝船記錄及發(fā)運(yùn)單填寫：按項(xiàng)目程序文件和規(guī)格書要求填寫。

5 海底管道安裝階段監(jiān)造要點(diǎn)

海底管道的安裝是管道監(jiān)造的重要階段，前期各監(jiān)造階段均是為該階段做好基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)的管道安裝鋪設(shè)對管道其他防護(hù)具有促進(jìn)作用，同時(shí)管道鋪設(shè)質(zhì)量的好壞直接影響著管道使用壽命。主要安裝質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)有以下內(nèi)容。

(1)路由預(yù)調(diào)查：該鋪管流程中需要控制的內(nèi)容有作業(yè)工作區(qū)域、水深、聲納測線布置距離、淺地層剖面深度及成果文件審核。

(2)預(yù)挖溝：根據(jù)地質(zhì)及環(huán)境條件，確定各區(qū)段的開挖斷面尺度，保證溝型、深度以及坡度。

(3)海管驗(yàn)收：管道驗(yàn)收包括管體檢查和涂層檢查兩部分，檢查主要是對管道存儲、運(yùn)輸、吊裝過程中管體和涂層的完好情況。

(4)海底管道鋪設(shè)：設(shè)施安全、管端表面清潔度、坡口角度、剩磁強(qiáng)度、焊接質(zhì)量、節(jié)點(diǎn)涂敷質(zhì)量、棄管等作業(yè)質(zhì)量。

(5)立管安裝：立管安裝分為整體安裝方法和水下法蘭連接方法，主要質(zhì)量控制要點(diǎn)有立管預(yù)制、安裝作業(yè)區(qū)域及螺栓緊固效果。

(6)膨脹彎安裝：膨脹彎通常由直管段、彎管和法蘭焊接而成，主要控制要點(diǎn)有膨脹彎尺寸、彎曲半徑、角度、彎頭預(yù)制、水下安裝位置等。

(7)后挖溝：挖溝機(jī)位置、挖溝作業(yè)路由、溝深及拖拉力等。

(8)安裝后調(diào)查：海管安裝完畢以后，需對現(xiàn)場進(jìn)行聲吶旁掃聲吶測量及淺地層剖面測量，對海底管道、電纜的路由進(jìn)行質(zhì)量檢查。

6 結(jié)語

海底管道建設(shè)水平和監(jiān)造效果直接影響著管道“出生時(shí)的健康”，對海底管道的本質(zhì)安全水平具有重大影響。文章從海管工程建設(shè)階段監(jiān)造要點(diǎn)入手，探討了包含海管制造、海管涂敷、海管存儲及運(yùn)輸、海管安裝等全過程監(jiān)造要點(diǎn)。整體上為相關(guān)的海底管道工程建設(shè)質(zhì)量安全管控提供完整性管理策略，為中國重大海洋工程的設(shè)計(jì)施工提供關(guān)注重點(diǎn)，最終有效提升建造及維護(hù)效率，為實(shí)現(xiàn)管道工程本質(zhì)安全提供有力的技術(shù)基礎(chǔ)和理論支撐。